잉여슬러지, 중력농축조에서 원심농축기로

원심농축기 투입 성상 변동 일정하게 유지
농축 효율 향상 및 약품비·전력 사용량 절감…특허 등록

서울 탄천물재생센터를 운영하고 있는 ㈜탄천환경(www.tancheon.com)이 약품비와 전력 사용량을 획기적으로 절감시키는 슬러지 처리 기술을 개발해 주목을 끌고 있다.

㈜탄천환경은 수처리 공정을 연구해 지난 2009년 ‘미생물상 데이터화에 의한 수처리 방법’ 기술을 특허로 등록했으며, 이를 기반으로 슬러지처리 공정의 효율을 향상시키는 ‘중력농축 조절조를 이용하여 고농축이 가능한 슬러지 처리 방법’을 개발해 탄천물재생센터의 특성에 맞는 수처리와 슬러지처리의 특허등록을 완료했다고 밝혔다.
 

㈜탄천환경은 2008년부터 자체 연구사업으로 포기조 미생물상태를 최적상태로 전환시키고 이에 따라 생물학적 제거율을 향상시키는 ‘포기조 미생물상 데이터화에 의한 수처리방법’을 진행했다. 포기조 내 미생물 상태를 직접 파악하고 미생물 상태를 플럭상태, 사상균, 섬모군집, 유동성미생물, 후생동물 등 5개 항목으로 설정했다. 

이를 수치화하고 주요 운영인자로 활용해 하수처리장에 적용함으로써 포기조 미생물 상태를 불량에서 양호구간으로, 양호구간에서 최적상태로 전환했다. 포기조 SVI(침강성) 개선, 방류수질 향상, 하수처리효율 증대를 목적으로 한 수처리 관리공법이다. 

특히 이 공법은 포기조 미생물 상태 양호화 방안을 세분화해 1차 처리수 BOD/SS비를 1 이하로, 송풍비(송풍량/유입하수량)와 SRT(고형물체류시간), MLSS(포기조 내 미생물) 농도를 조절하고 반류수 운영을 억제했다. 

최초 침전지의 운전율 증감으로 1차 처리수 BOD/SS비를 1이하로 조절해 포기조로 공급하면 포기조 내 미생물, 특히 플럭상태 및 사상균이 양호구간으로 전환됐다. 또한 적용 전에 비해 포기조 침강성(SVI)이 개선되고 하수처리 효율은 향상되는 효과를 얻었다. ‘미생물상 데이터화에 의한 수질관리’는 2008년 12월 ‘특허 제10-0932710호’로 특허를 획득했다.


 

 ‘미생물상 데이터화에 의한 수처리 방법’

‘중력농축 조절조를 이용하여 고농축이 가능한 슬러지 처리 방법’은  ‘미생물상 데이터화에 의한 수처리 방법’을 적용해 포기조 SVI(침강성)을 향상시킨 후 침강성이 향상된 잉여슬러지를 중력농축조에서 중력농축해 안정적인 TS농도로 기계식농축기로 공급한다. 투입량의 70%를 기계식농축기로 이송하고, 30%를 상등수로 반류수 처리한다.

하수처리 과정 중 이차침전지에 침전된 잉여슬러지를 기존에는 직접 원심농축기로 투입시키다 보니 투입 성상 변동이 커서 효율적인 농축이 어려웠던 것이 사실이다.
이 기술은 잉여슬러지를 중력농축 조절조를 거쳐서 원심농축기로 투입하도록 하여 원심농축기 투입 성상 변동을 일정하게 유지시킨다. 이를 통해 농축 효율향상과 약품 및 전력사용량 절감을 기대할 수 있다. 

 

미생물 상태(플럭상태, 사상균)를 조절하고, 중력 농축 조절조를 DS부하율 2.5∼3.0(잉여슬러지양/중력농축 조절조 용량)으로 조절하거나 잉여슬러지가 중력농축 조절조 내에 체류하는 시간을 4∼6시간으로 조정하여 원심농축기의 설계시방서에 명시되어 있는 투입 TS 1.0%를 만족하도록 제어하는 슬러지 처리방법이다.
 

원심농축기에 투입되는 잉여슬러지의 농도를 1%로 유지해 슬러지 농축효율을 극대화시키고 잉여슬러지의 약 60%만을 원심농축기로 처리해 원심농축기에 사용되는 약품량 및 전력량을 절감할 수 있다.

 슬러지 처리 효율 향상·비용 절감

일반적으로 현재 사용하고 있는 하·폐수의 슬러지 처리 기술은, 처리공정 중 최초침전지에서 발생하는 생슬러지와 포기조 다음에 설치되는 최종침전지에서 발생하는 잉여슬러지를 혼합조에서 수집하여 이를 슬러지 소화조에서 소화를 통해 소화하고, 다시 소화된 액을 소화슬러지 농축조에서 농축한 후 소화슬러지 탈수기에서 탈수한 다음, 고형화된 케익 형태로 외부로 반출하는 공정으로 이뤄져 있었다.

㈜탄천환경 관계자는 “일반적인 슬러지 처리방법은 최종 침전지에서 슬러지의 침전이 충분하게 이뤄지지 않는 문제가 있다”라며 “이러한 문제를 해결하기 위해 최종침전지에서 배출된 잉여슬러지를 중력농축조를 이용해 농축시키고 원심농축기에서 재농축시키는 방법을 고려하게 됐다”고 밝혔다.
 

또한, 이 기술의 적용으로 약품 주입률이 중력농축 조절조 적용 전에 0.21%였고 중력 농축 조절조 적용 후에 0.02로 줄어드는 등 감소율이 91%나 줄어드는 성과를 거뒀다고 설명했다.
 

 ㈜탄천환경은 탄천물재생센터의 특성에 맞는 최적의 공정운영으로 수처리와 슬러지 처리의 효율 향상 및 비용을 절감하고, 방류수질 향상 및 원심농축기 가동댓수 감소와 농축 약품사용량, 전력량 절감 뿐만 아니라 고도처리 이후 자체 기술력 향상·경쟁력 확보에도 효과가 있을 것으로 기대하고 있다.  [문의= 02)3410-9815]
 

[『워터저널』 2013.1월호에 게재]